一种通用的电气线路与动力线路的模块化连接结构的制作方法

本实用新型涉及一种通用的电气线路与动力线路的模块化连接结构。

背景技术：

目前，电气线路与动力传输线路的连接，都具有相对的独立性，但一般不在一个结构中同时出现两种功能。目前对于电路和气路的连接都有专门的接插件，而对于动力传输线路的连接往往有齿轮传动、同步带传动等传递模式。这样的独立结构很难满足模块化设计后各个应用单元的需要。

此外，现有在单体自动化设备上的通讯方式，都是设备内部通过线路的连接，完成不同的传输需求。然而在模块化的机械设备中，功能独立的模块之间都要与主机形成不同信息内容的通讯，由此产生信息之间的相互干扰。造成了通讯环境的复杂，在结构上无法满足各个模块之间的互换性要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中单一的电气线路或者动力传输线路，无法满足模块连接的需要，提出一种通用的电气线路与动力线路的模块化连接结构及其应用；本实用新型的另一目的是可使得设备模块本身本体之间的相互固定与结合；本实用新型的又一目的是解决中心动力轴型机械设备，动力传输线路对于电气线路的避让问题；此外，本实用新型的还解决了传统单一设备通讯方式，导致通讯环境复杂，无法满足模块化架构的通讯适应性的问题。

本实用新型的具体技术方案是：

一种通用的电气线路与动力线路的模块化连接结构，所述模块化连接结构是彼此连接的两模块端面，既是两模块的动力传输连接端面，又是两模块的电气连接端面。

进一步的，所述的动力传输连接是包括轴套连接、联轴器连接、齿轮啮合连接或同步带连接。

进一步的，所述的电气连接是接插件或接线端子连接。

进一步的，本实用新型提供了一种通用的电气线路与动力线路的模块化连接结构用于机器人的应用。

进一步的，所述的机器人应用是管内机器人。

本实用新型实现动力传输以及电气线路的传输，是实现机械设备模块化的基础。与此同时，机械设备的模块化还必须保证对于设备各模块本体之间的可靠链接。在本实用新型中，由于主要涉及的是圆柱状机械设备的模块化连接，因此各模块本体的之间的连接主要采用螺纹连接。同时，也可以简单想到对于其他形状模块的连接，可以依靠其他标准机械连接结构进行简单的本体连接。

由于要保证模块之间的互换性，因此各个模块之间功能完全独立，在通讯上设计各个模块之间采取总线通讯的方式进行信息传递。

附图说明

图1 是实施例圆柱状机械设备连接模块连接剖视图。

图2供电、通讯线路规范方式示意图。

具体实施方式

实施例1

以圆柱状机械设备的模块化连接为例，解决对圆柱形，也可以是其他在连接结构处为圆柱体的机械设备，采用模块化设计后所具有的模块连接问题。这里的连接既是电路、气路的连接，也包括动力传输系统的连接，此外还包括各个模块间信息的连接。

1. 电气线路与动力传输线路的同时连接

由于圆柱状机械设备之间的连接，电气线路与动力线路的连接，都必须在柱体端面进行连接。电气线路的连接主要是通过现有的各种类型的接插件以及接线端子进行连接；而动力传输线路的连接可以包括轴套连接、联轴器连接、齿轮啮合连接、等各种常用的机械连接方式。

如图1为利用接插件和轴套连接的方式，进行电气线路以及动力传输线路进行同时连接的示例。

2.设备模块本身本体之间的相互固定与结合

圆柱状机械设备的模块连接，主要采用的是螺纹连接。但是要注意的是，由于电气线路以及动力传输线路的连接，必须保证在连接结构的设计必须考虑到端面不产生相对移动。由于电气线路、动力传输线路的连接都发生在端面。端面的相对移动会导致连接结构的损坏。因此，必须采用螺旋套固定器的方式，对于模块结构进行固定。

如图1所示，机械设备模块A端面四周具有连接螺纹，而机械设备模块B上卡有螺旋固定套。当端面对接完成后，螺旋套固定器向上连接机械设备模块A，完成两个模块本体之间的连接，同时没有造成两个模块端面之间的相对移动。

3.中心动力轴型机械设备，动力传输线路对于电气线路的避让问题

中心动力轴型机械设备，指的是整体动力输出轴位于整个模块的对称中心。由于动力轴连接的部件处在旋转运动状态。而电气线路是固定线路，不允许被旋转部件切断，因此必须要考虑动力传输线路对于电气线路的避让问题。

由于中心动力轴型设备，特别是管内机器人驱动轮的动力输出。驱动轮必须直接与管壁接触，因此从动力输出轴到管壁位置全部为运动区域，无法安置电气线路。故只能采用固定中心轴，轴套运动的方式完成动力输出，而固定的中心轴则成为走线通道。

如图1所示，机械设备模块A的连接端面上具有动力输出轴、电气接插件A两个结构；机械设备模块B的连接端面上具有动力传递轴套、电气接插件B两个结构。当机械设备模块A与机械设备模块B合拢时，动力输出轴自然插入动力传递轴套中，D型轴插入D型轴套中，完成结合能够传递一定的扭矩。与此同时，电气接插件A与接插件B也完成结合。由此完成了电气线路以及动力传递线路的同时结合。

最后将在机械设备模块B上的螺旋套固定器，与模块A端面处的螺纹结合，由此完成模块A与模块B本体的相互固定。

4.采用总线通讯的模式，利用通讯协议规范整个通讯环境

虽然为单个机械设备，但是其存在非常多的功能模块，这些功能模块传递的数据样式以及传递数据的时机都不尽相同。因此规范设备的通讯环境才能保证模块之间的绝对互换性，保证通讯环境的规范这里主要依靠总线通讯的模式。采用一个固定的总线通讯协议一个接收设备对于所有通讯信息的可识别。同时采用固定的传输线缆的芯数，保证了模块间传输接口的统一性。

如图2所示，利用一条通讯总线，形成信息传输的唯一道路，控制信号以及数据信号的下达与上传均通过总线完成，信息的读取和编制均遵循专用的总线通讯协议。进本实用新型通用的电气线路与动力线路的模块化连接结构用于管内机器人的应用。